Krystallinsk silica i meteorit bringer forskere tættere på at forstå solens udvikling

Et multiinstitutionelt team af forskere har opdaget silica mineralsk kvarts i en primitiv meteorit, bestående af direkte tegn på silica -kondens i solens protoplanetariske skive, og giver nye spor til at forstå soldannelse og evolution. Selvom tidligere infrarøde spektroskopiske observationer har antydet eksistensen af ​​silica i unge og nydannede T Tauri-stjerner såvel som i asymptotiske kæmpegrene (AGB) stjerner i deres sidste livsfase, der var ikke fundet tegn på gas-fast kondensation af silica i andre primitive meteoritter fra solsystemets tidlige stadier.

Forskerne studerede den primitive meteorit Yamato-793261 (Y-793261), en kulstofholdig kondrit indsamlet fra et isfelt nær Yamato-bjergene under den 20. Japan Antarctic Research Expedition i 1979.

"Graden af ​​krystallinitet af organisk stof i Y-793261 viser, at det ikke gennemgik termisk metamorfisme, " forklarer Timothy Jay Fagan, professor i geokemi ved Waseda University. "Dette bekræfter, at Y-793261 bevarer mineraler og teksturer af sin nebulære oprindelse, giver os optegnelser over det tidlige solsystem."

En vigtig bestanddel af kondritter inkluderer ildfaste indeslutninger, som dannes ved høje temperaturer og er de ældste solsystemfaststoffer dateret. Ildfaste indeslutninger kan opdeles i calcium-aluminium-rige inklusioner (CAI'er) og amoeboide olivinaggregater (AOA'er). Forskerholdet fandt en AOA i Y-793261 indeholdende typiske AOA-mineraler og ultra-ildfaste (meget høj temperatur) scandium- og zirconiumholdige mineraler, sammen med kvartsen (som dannes ved forholdsvis lavere temperatur). "En sådan variation i mineraler indebærer, at AOA kondenserede fra nebulær gas til fast stof over et bredt temperaturområde fra ca. 1500-900°C, Professor Fagan siger.S "Dette tilslag er det første af sin slags, der findes i vores solsystem."

De fandt også ud af, at kvartsen i AOA har en isotopisk oxygensammensætning tæt på solens. Denne isotopiske sammensætning er typisk for ildfaste inklusioner generelt, hvilket indikerer, at der dannes ildfaste indeslutninger tæt på protosunen (ca. 0,1 AU, eller 1/10 af afstanden fra jorden til solen). Det faktum, at kvartsen i Y-793261 deler denne isotopsammensætning, indikerer, at kvartsen er dannet i samme omgivelser i soltågen. Imidlertid, kondensering af silica fra soltålegas er hypotetisk umulig, hvis mineraler og gas forbliver i ligevægt under kondensering. Dette fund tjener som bevis på, at AOA er dannet af en hurtigt kølende gas. Da silicafattige mineraler kondenserede fra gassen, gassen ændrede sammensætning, bliver mere silica-rig, indtil kvartsen blev stabil og krystalliseret.

Professor Fagan siger, at oprindelsen af ​​Y-793261 højst sandsynligt er et astronomisk objekt nær 162173 Ryugu (almindeligvis kendt som Ryugu), en asteroide opkaldt efter et dragepalads fra et gammelt japansk folkeeventyr. Undersøgt i øjeblikket af det japanske rumfartøj Hayabusa 2, Ryugu deler muligvis de samme egenskaber som Y-793261 og giver potentielt flere optegnelser om det tidlige solsystem. "Ved at kombinere igangværende forskning i meteoritter med nye resultater fra Ryugu, vi håber bedre at kunne forstå de termiske hændelser og masseoverførsler, der fandt sted i begyndelsen af ​​vores solsystem."

Denne undersøgelse blev offentliggjort online i Proceeding of the National Academy of Sciences of the United States of America ( PNAS ) den 2. juli, 2018 (EST).